區(qū)域創(chuàng)新
科技日?qǐng)?bào)：鎂鋰“連體嬰”世界性難題成功“分離”的背后……
科技日?qǐng)?bào) 本報(bào)記者 張?zhí)N 2017-12-21
近半個(gè)世紀(jì)以前，連體嬰兒分離手術(shù)曾被視為“世界性難題”，幾十年間，隨著檢查儀器的現(xiàn)代化，麻醉、外科手術(shù)水平的提高，現(xiàn)如今，“連體嬰兒分離術(shù)”已廣泛應(yīng)用到世界各地；
而在金屬材料領(lǐng)域，也有一對(duì)不為人知的“連體嬰兒”亟待分離，他們相互依存共生共長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年之久，他們的“分離”術(shù)，成為全世界最難攻克的技術(shù)之一。
這對(duì)“兄弟”，便是鎂和鋰。
剛剛閉幕的第十九屆中國(guó)專利獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員鄧小川代表研發(fā)團(tuán)隊(duì)接過(guò)一座沉甸甸的獎(jiǎng)杯，為世人揭開(kāi)了攻克“從鹽湖鹵水中分離鎂和濃縮鋰的方法”這一世界性難題的神秘面紗，世界屋脊青海，為世界獻(xiàn)出了一份彌足珍貴的“提鋰”樣本......
鎂鋰“連體嬰”分離由來(lái)
高原寒冬，一眼望去，青海柴達(dá)木盆地冷的像一座”空城“。然而此時(shí)本應(yīng)停產(chǎn)的西礦集團(tuán)青海鋰業(yè)有限公司車(chē)間內(nèi)，卻是一副副“擼起袖子加油干”的火熱場(chǎng)面。
這一火熱場(chǎng)面，源于電池級(jí)碳酸鋰供不應(yīng)求的市場(chǎng)現(xiàn)狀。得益于“高鎂鋰比鹽湖鹵水低成本鎂鋰分離”重大專利帶來(lái)的成果轉(zhuǎn)化，青海鋰業(yè)取得了2014年至2016年共產(chǎn)出碳酸鋰1.56萬(wàn)噸、新增銷(xiāo)售額11.7億元、新增利潤(rùn)5.2億元的喜人成就。
“高鎂鋰比鹽湖鹵水低成本鎂鋰分離”是何來(lái)頭，又為何要分離？對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員、鹽湖提鋰核心專利第二發(fā)明人鄧小川接受了本報(bào)記者專訪?！案哝V鋰比鹽湖鹵水綠色低成本鎂鋰分離是世界性難題，也是鹽湖提鋰工藝之關(guān)鍵和資源綜合利用瓶頸。2015年中國(guó)新能源汽車(chē)迅速發(fā)展，需求傳導(dǎo)至鋰離子動(dòng)力電池、鋰電池材料直至碳酸鋰，而鹽湖中含有大量的鎂鋰鉀資源，鋰資源的提取又是實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的關(guān)鍵核心技術(shù)。且國(guó)外鹽湖資源鎂鋰比低，提取難度不大，中國(guó)鋰資源儲(chǔ)量最大的青海鹽湖卻是鎂鋰比高，國(guó)外技術(shù)難以應(yīng)用，自主提鋰勢(shì)在必行?！?/p>
原來(lái)，90年代初，國(guó)外攻克了鹽湖提取碳酸鋰資源的技術(shù)，使得成本大幅度降低50%以上，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)遭受重創(chuàng)，碳酸鋰價(jià)格大跌，國(guó)內(nèi)碳酸鋰市場(chǎng)倚賴進(jìn)口的局面宣布到來(lái)。
直到20世紀(jì)末，由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有掌握分離提取技術(shù)，不少礦產(chǎn)元素市場(chǎng)一直被國(guó)外壟斷，陷入了受制于人的尷尬境地。
從實(shí)驗(yàn)室到戈壁灘的“鹽湖情懷”
目光鎖定青海，被譽(yù)為“聚寶盆”的柴達(dá)木盆地，是世界第三大、中國(guó)第一大鹽湖地區(qū)，蘊(yùn)含極其豐富的鈉、鎂、鋰、鉀等礦產(chǎn)元素。目前，全球已查明的鋰資源儲(chǔ)量為3400萬(wàn)噸，青海鹽湖鋰資源占全球鹽湖鋰儲(chǔ)量的30%左右，占我國(guó)鋰資源總儲(chǔ)量的71%，但多數(shù)鹽湖的鎂/鋰比值高達(dá)35~2100。
坐擁如此豐沛的鹽湖鋰資源只得望“鋰”興嘆，如何突破技術(shù)瓶頸，令化學(xué)性質(zhì)非常相近的鎂鋰成功“分離”，從而實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鋰資源的“物盡其用”，這是擺在政府及科學(xué)家面前的一道難題。
在幾代鹽湖科技工作者長(zhǎng)期研究積累的基礎(chǔ)上，90年代初，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所所長(zhǎng)的馬培華及其提鋰團(tuán)隊(duì)在高寒缺氧、孤寂蒼涼的青海鹽湖“無(wú)人區(qū)”，面對(duì)極艱苦的戈壁工作、生活環(huán)境，歷經(jīng)近20年的基礎(chǔ)研究、科技攻關(guān)和應(yīng)用實(shí)踐，系統(tǒng)研究了復(fù)雜鹽溶液體系鎂鋰分離的基本物化機(jī)理，構(gòu)建了選擇性分離提鋰的新模式，開(kāi)發(fā)了“選擇性離子遷移”高效膜分離綠色新方法及裝置，首次創(chuàng)立了我國(guó)高鎂鋰比鹽湖提鋰及資源綜合利用技術(shù)體系，取得了一系列重大創(chuàng)新成果，解決了高鎂鋰比鹽湖提取鋰鹽這一全球性難題，與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比具有綠色、高效、低能耗、低物耗，產(chǎn)品成本低，純度高等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
這一核心技術(shù)，填補(bǔ)了全球高鎂鋰比鹽湖綠色、低成本工業(yè)化提鋰的空白。
“目前，青海鹽湖資源開(kāi)發(fā)程度和技術(shù)成熟度在中國(guó)是最高的?！编囆〈ㄟ@樣形容。
無(wú)疑，在打造“生態(tài)強(qiáng)省”的高原青海，清潔高效提鋰密切契合了新形勢(shì)下的生態(tài)戰(zhàn)略要求。
